Химия

Средняя молярная масса смеси равна $20 \cdot 2 = 40 г/моль$. Пусть в смеси содержится $x$ моль $O_{2}$ и $y$ моль $O_{3}$. Тогда, пользуясь определением средней молярной массы, можно записать соотношение

$M_{ср} = \frac{32x + 48y}{x+y} = 40$,

откуда $x = y$. Следовательно, количества кислорода и озона в смеси равны, т.е. мольная доля кислорода равна 50%.

По закону Авогадро, объем газа прямо пропорционален его количеству, причем коэффициент пропорциональности одинаков для всех газов и зависит только от температуры и давления, поэтому объемная доля газа в смеси всегда равна его мольной доле.

Найдем теперь массовую долю кислорода. $m(O_{2}) = 32x, m(O_{3}) = 48y = 48x, m(смеси) = 32x + 48x = 80x$. Массовая доля равна $\omega(O_{2}) = \frac{32x}{80x} 100 \text{ %} = 40 \text{ %}$.

Мы видим, что мольная, объемная и массовая доли вещества в смеси не зависят от общего количества смеси (от $x$). Поэтому для расчетов часто выбирают любое удобное количество смеси, например 1 моль, или 100 л, или 100 г и т.д.
Ответ. Мольная и объемная доли $O_{2}$ - 50%, массовая доля $O_{2}$ - 40%.